搜索
链脲佐菌素诱导2型糖尿病大鼠模型姓名:王丹学好:201230254指导老师:摘要:随着时代的进步，科技发展，糖尿病的相关研究越来越受到人们重视，建立相应的动物模型是研究糖尿病预防、诊断、治疗的重要手段之一，但糖尿病发病机制尚未完全阐明。目前制备糖尿病大鼠模型的方法主要有自发性动物模型[1]、转基因动物模型[2]、和实验性动物模型[3]。由于受各种因素影响，如饲养困难，繁殖条件苛刻，动物价格昂贵等，实验型动物模型是目前采用最多的方式。本文综述了近年来关于高糖高脂联合链脲佐菌素诱导糖尿病模型构建方面的相关文献，寻找目前构建2型糖尿病大鼠模型最简便快速方便的实验方案，为进一步研究蛋白卵黄抗体对糖尿病的疗效提供一定基础。关键词：糖尿病；链脲佐菌素;高糖高脂；大鼠模型1.链脲佐菌素STZ是一种氨基酸葡萄糖—亚硝基脲，是一种DNA烷基化试剂，其分子结构有一个高活性的葡萄糖侧链，能通过GLUT2葡萄糖转运蛋白独自进入细胞，对一定种属动物的胰岛β细胞有选择性破坏及抗菌抗肿瘤作用，能诱发许多动物产生糖尿病,β细胞损伤程度取决于STZ的剂量，有研究表明低剂量STZ诱导鼠类β细胞系INS-1凋亡，高剂量导致坏死[4]，说明STZ剂量越低越能避免对其他组织造成的损害，低剂量的应用能最大限度避免STZ的影响。因此可以采取一次大剂量，多次小剂量，或者高糖高脂饮食后一次小剂量三种方法进行腹腔或静脉注射。链脲佐菌素造模成功率高，稳定而迅速，不受饲料成分、营养状态影响，引起的糖尿病高血糖反应较缓和[5]一般采用大鼠和小鼠制造动物模型。1型糖尿病与2型糖尿病动物模型的制备与STZ注射的给药方式有关：采用小剂量分次给药方法，则建立与人类2型糖尿病表现相似的大鼠模型，如采用较大剂量一次性注射的给药方法，则建立与人类1型糖尿病表现相似的大鼠模型。使用STZ构建模型时应该注意：建立1型糖尿病，给药方法以盐水导入的尾静脉注射最佳，而以尾静脉注射时剂量选取50mg/kg最佳[6];建立2型糖尿病则以高糖高脂饲料饲养4-8周后联合小剂量STZ25mg/kg一次性腹腔注射最佳[7]。1.1.STZ的配置STZ的纯品为结晶粉末状，其溶剂不稳定，在Ph为4.0时稳定性最大，当Ph高于或者低于3.5-4.5时，STZ迅速降解。胡凯等[8]发现10％STZ用前以0.1mol/L、Ph4.22柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液较为合适，吴宴等[9]认为1％STZ用前以0.1mol/L、Ph4.5的0.1mol/L的柠檬酸钠缓冲液新鲜配制。王海涛等[10]注射前将STZ溶于Ph4.5的0.1mol/L的柠檬酸钠缓冲液中，宋立江等发现Ph4.5柠檬酸缓冲液可作为理想的溶剂。综上所述，0.1mol/L、Ph4.2-4.5柠檬酸钠缓冲液可作为STZ理想的溶剂。其次STZ必须保存于-20℃冰箱，现配现用，配好的柠檬酸钠缓冲液和STZ应避光冰浴，10min内用完。1.2STZ注射剂量STZ能特异性杀伤胰岛β细胞是诱导糖尿病的机制，目前对于STZ的用量和用法均有不同的的观点。王艳等[11]用体重在100-130mg的4周龄SD大鼠喂以高糖高脂饲料，4周后注射小剂量STZ，使多数动物产生糖耐量异常，再继续饲以高脂高糖饲料，进而成功构建出2型糖尿病大鼠模型；Zhou等[12]发现高脂高糖喂养4周后腹腔注射STZ40mg/kg,成模率72.2％；施红等[13]发现高脂高糖6周后加腹腔注射STZ30mg/kg1次，可成功制备空腹和随机血糖均升高、糖耐量减低及高血糖的2型糖尿病大鼠模型;卲俊伟等[14]发现高糖高脂喂养4周后，一次性腹腔注射35mg/kgSTZ制备的2型糖尿病大鼠模型成模率高，安全高，模型稳定。STZ注射剂量15-50mg/kg均有报道，造成较大差别的原因很多，但高糖高脂喂养时间越长所需STZ剂量越少，但考虑到成模之后还需一定时间，故高糖高脂一般喂养时间为4周左右最好。2.糖尿病Diabetes是一类多因数导致胰岛功能减退，胰岛素抵抗等而引发的糖蛋白、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征，临床上以高血糖为主要特点，典型病例可出现多尿、多饮、多食、消瘦等表现，且作为一种终身疾病，需要患者长期服用降糖药物或者长期注射胰岛素等措施缓解病情，目前尚没有治愈的方法，患者需要长期服药[15]。目前全球约有1.5亿人患有糖尿病，且糖尿病患病率逐年上升，其中90％以上是2型糖尿病。目前国内外最常用的是实验性动物模型，其方法主要有手术切除胰腺、手术植入硅胶片刺激胰腺神经，化学药物诱导、手术及药物联合制作糖尿病模型、特殊膳食诱导、破坏饱食中枢。这些方法各有优缺点，故根据不同综合情况选择不同方法，本文就化学药物中利用高糖高脂联合链脲佐菌素建立2型糖尿病大鼠模型做一综述。2.12型糖尿病模型确立标准大鼠2型糖尿病的确立通常采用检测血糖来诊断，大多采用尾部采血，血糖仪测定血糖值。有研究表明正常大鼠的空腹血糖值在5至8摩尔每升，还有研究表明高于人的空腹血糖值。实际上，目前并无统一的标准，大多文献把对照鼠血糖值作为正常值。其次，关于糖尿病成模的血糖标准，文献也报道不易一，文献以空腹血糖值为7.0至16.7摩尔每升均有报道，以11.1摩尔每升作为标准者居多。这些差异可能由种属差异或者测空腹血糖是禁食时间不一造成的。2.22型糖尿病鼠类模型分类目前2型糖尿病模型主要分为三大类：自发性2型糖尿病模型、诱发性2型糖尿病模型、转基因/基因敲除2型糖尿病模型。自发性2型糖尿病模型未经任何有意识的人工处置，多数采用有自发性糖尿病倾向的近交系纯种动物，按照饲养条件喂养，自发成模，最接近人类疾病发病过程。该模型又可分为肥胖自发性2型糖尿病和非肥胖自发性2型糖尿病模型，因2型糖尿病伴有肥胖者居多，故以前者为主。其特点与人类糖尿病极为相似，具有同质的遗传背景，能控制环境因素，个体差异性较小，是2型糖尿病病理、病因研究最理想的动物模型。但由于频繁的近亲繁殖和单基因遗传与人类有所差异，来源又相对较少等因素在国内尚未普及。诱发性2型糖尿病模型时通过物理、化学等致病因素人工诱发出具有2型糖尿病特征的动物模型。制备方法主要包括手术诱导、化学药物诱导和饮食诱导。其中手术诱导（胰部分切除术）因操作复杂、诱导时间长、无法控制切除后胰岛的再生已经很少使用。通常悬着化学药物联合高能饮食诱导。如链脲佐菌素联合高糖高脂构建2型糖尿病模型、单纯高脂高糖饮食构建2型糖尿病模型。其特点是高度模拟人类糖尿病病理过程，与人类肥胖引起的糖尿病发病机制相似。尤其高脂高糖联合链脲佐菌素构建模型方法具有实验周期相对较短，方便简单，相对可靠稳定、造模成本低等优点成为国内最常用的2型糖尿病造模方法。但任然存在缺陷，个体间差异会导致对诱导剂的反应不相同，故应该在保证成模率的前提下，掌握好链脲佐菌素的剂量。2型糖尿病多被认为是多基因异常疾病，不同组基因分子水平的缺陷克导致该病不同的病理生理改变。目前已有多种转基因/基因敲除模型，实验动物多为小鼠。其优点是通过单个基因导入或者敲除，能够得到糖代谢中某个基因作用的关键信息，扩充了对糖尿病发病机制的探索。但2型糖尿病是多基因与环境共同作用的结果，并非少数基因的作用，且技术要求高、成本高、周期长，不适合大批量造模，使用受限。3.高糖高脂饮食如果给实验动物单纯喂养高糖高脂饲料，能够诱发肥胖、高脂血症、高胰岛素血症、糖耐量性低等胰岛素抵抗的特征。大量研究表明，高糖高脂饮食是2型糖尿病和胰岛素抵抗发生的重要因素，高糖高脂可导致体内糖脂代谢紊乱，通过糖脂肪酸循环、胰岛素信号等多个途径抑制糖储存，降低胰岛素敏感性，进而导致胰岛素抵抗发生。高糖高脂配方可总结为10％-20％猪油、10％-20％蔗糖、1.5％-5％胆固醇、0.5％-1％胆酸盐、60％-80％普通饲料、5％-10％其他。[16]3.大鼠的选择目前国内STZ诱导大鼠2型糖尿病模型常常用大鼠品系为SD大鼠和Wistar大鼠，有研究表明，SD大鼠抵抗力强于Wistar大鼠，且Wistar大鼠死亡率高于SD大鼠，但Wistar大鼠的性情比SD大鼠温顺较有利于实验操作和数据收集。在利用STZ诱导建模时，大鼠的性别对实验结果也有一定影响和差异，因雌鼠在实验过程中可能怀孕会影响观测实验观测数据，注射STZ之后血糖稳定需要时间也不尽相同。刘亚平等[17]研究发现高糖高脂饲料加一次性小剂量链脲佐菌素腹腔注射，可成功建立雄性大鼠2型糖尿病模型，而同等剂量，雌性模型需要两次注射链脲佐菌素。再者，年龄和体重也会影响造模效果，有研究表明成年鼠或大体重较幼鼠或小体重鼠更容易成模，STZ注射前体重在（240±5）范围的大鼠成模率较高且死亡率低。4.总结综上所述，针对糖尿病这一临床病症的治疗越来越受重视，研究者也较多，想要建立稳定可靠高效的动物模型是研究2型糖尿病发生机制及治疗的先决条件。不同的实验环境、条件、实验人员操作等因素都可能造成结果不同，所以在利用高糖高脂饲养联合STZ构建2型糖尿病的试验中，要求实验人员重视实验过程的细节，严谨选择可控实验条件，注重观察，及时记录实验数据，不断积累经验以提高建模率。参考文献[1]WildS,RoglicG,GreenA,etal.Globalprevalenceofdiabetes:estimatesfortheyear2000andprojectionsfor2030[J].DiabetesCare,2004,27(5):1047-1053.[2]GotoY,KakizakiM,MasakiN.Productionofspontaneousdiabeticsratsbyrepetitionofselectivebreeding[J].TohokuJExpMed.1976(1):85-90.[3]SninivasanK,RamaraoP.Anamalmodeisintype2diabetesresearch:anoverview[J].IndianJMedRes.2007,125(3):451-472.[4]SainiKS,ThompsonC,WinterfordCM,etal.Streptozotocinatlowdosesinducesapolosisandathighdosescausesnecrsisinamurinepancealicbetacellline,INS21[J].BiochemMolBiollnt,1996,39(6):1229-1236.[5]ChatzigeorgiouA,HalapasA,KalafatakisK,etal.Theuseofanimalmodelsinthestudyofdiabetesmellitus[J].InVivo,2009,23(2):245.[6]赵芳,蒋朝晖,杨国珍,李兴,朱丽英,潘卫.不同剂量链脲佐菌素建立1型糖尿病大鼠模型[J].贵阳医学院学报,2010,01:22-25.[7]向雪松,王竹,祝宇铭,边立华,杨月欣.链脲佐菌素注射剂量对建立2型糖尿病大鼠模型的影响[J].卫生研究,2010,02:138-142.[8]胡凯,阮利君,葛卫红.Ⅱ型糖尿病大鼠模型的尿液代谢组学研究[J].浙江中医药大学学报,2013,06:751-755+760.[9]吴晏,韩静,黄黎明,郭淑贞,王伟.高脂喂养合并小剂量链脲佐菌素建立2型糖尿病大鼠模型[J].中国实验动物学报,2012,02:11-15.[10]海涛,杨明峰,孙保亮,曹晓岚.糖尿病并脑梗死大鼠模型的建立体会[J].中西医结合心脑血管病杂志,2013,08:971-972.[11]王艳,刘蔚,王征.应用链脲左菌素构建SD大鼠2型糖尿病模型效果的研究[J].湖南农业科学,2012,07:130-132.[12]ZhouYS,GaoY,GuoXH,etal.Effectoftimelyinsulintreatmentonprotectionofβcellsinaratmodeloftypy2diabetesmellitus[J].ChinMed,2004,117(10):1523-